УПЛОТНИТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ ДЛЯ НАСОСА, СПОСОБ ОТСОЕДИНЕНИЯ УПЛОТНИТЕЛЬНОЙ ЧАСТИ НАСОСА И ВИНТОВОЙ НАСОС Российский патент 2011 года по МПК F04C2/107 F04C15/00 F04D29/10 

Область изобретения

Настоящее изобретение относится к уплотнительной части для насоса, определенной в ограничительной части п.1 формулы изобретения, способу отсоединения уплотнительной части насоса, определенному в ограничительной части п.11 формулы изобретения, а также винтовому насосу, определенному в п.15 формулы изобретения.

Предпосылки изобретения

В предшествующем уровне техники известны разнообразные механические уплотнения, используемые в насосах вблизи приводного вала.

Кроме того, из предшествующего уровня техники известны разнообразные винтовые насосы, в которых используются механические уплотнения. Обычно винтовые насосы бывают с одним, двумя или тремя винтами. В винтовых насосах перекачиваемое вещество всасывается внутрь со стороны всасывания и направляется наружу со стороны нагнетания. Ведущий винт используется для получения перепада давлений между сторонами всасывания и нагнетания. Одним из известных и широко используемых типов винтового насоса является эксцентриковый винтовой насос, используемый, в частности, для переноса вязких слоистых суспензий и густых масс.

В зависимости от направления вращения опорной части, которая прикрепляет корпус насоса к силовому блоку, и направления вращения насоса механическое уплотнение между стороной всасывания или стороной нагнетания изнашивается при работе и должно периодически заменяться для поддержания герметичности насоса. В настоящее время замена уплотнения производится медленно, так как опорная часть насоса сначала должна быть отсоединена от силового блока. После этого должно быть разобрано соединение между опорной частью и камерой всасывания или камерой нагнетания и полностью отсоединен ведущий вал и только после этого возможна замена механического уплотнения. Это также является дорогостоящим, принимая во внимание время простоя, разборки насоса и замены уплотнения.

В патенте США №5769618, опубликованном 23.06.1998 г., описана уплотнительная часть для насоса, используемая в соединении с его опорной частью, через которую проходит приводной вал, и содержащая механическое уплотнение и съемную часть приводного вала, которая расположена в соединении с опорной частью. В этом патенте также описан винтовой насос, содержащий указанную уплотнительную часть. Эта уплотнительная часть и насос имеют указанные выше недостатки.

Цель изобретения

Целью изобретения является устранение вышеуказанных недостатков. Одна конкретная цель изобретения состоит в том, чтобы создать новую, улучшенную и более простую в эксплуатации уплотнительную часть, а также используемое с ней уплотнение для насосов. Кроме того, целью настоящего изобретения является показать простой и быстрый способ замены уплотнения.

Сущность изобретения

Уплотнительная часть насоса в соответствии с изобретением, способ ее отсоединения и винтовой насос, содержащий такую уплотнительную часть, характеризуются тем, что описано в формуле изобретения.

В основе изобретения лежит уплотнительная часть для насоса, которая может быть установлена совместно с его опорной частью. Опорная часть насоса, с одной стороны, соединена с концом камеры всасывания или нагнетания, в зависимости от направления вращения насоса, а с другой - с силовым блоком. Через опорную часть проходит приводной вал, посредством которого выходная мощность силового блока передается приводу насоса. Согласно изобретению уплотнительная часть содержит механическое уплотнение и съемную часть приводного вала, которая может быть расположена по существу во взаимодействии с опорной частью и может быть присоединена с возможностью снятия между другими частями приводного вала. Механическое уплотнение, которое в зависимости от направления вращения опорной части и насоса является уплотнением места соединения между камерой всасывания или нагнетания, выполнено в соединении со съемной частью приводного вала. Механическое уплотнение предпочтительно окружает съемную часть приводного вала. Съемная часть приводного вала содержит средство приведения ее в укороченное состояние в продольном направлении.

Предложенная уплотнительная часть для насоса обеспечивает высокую герметичность и предотвращает попадание в опорную часть и силовой блок перекачиваемого вещества, а также грязи.

В этом документе опорная часть насоса означает, в зависимости от направления вращения силового блока и насоса, часть между камерами всасывания или нагнетания.

Приводной вал предпочтительно образован по меньшей мере из трех частей, соединенных друг с другом с возможностью отсоединения. Съемная часть приводного вала, то есть вторая часть, расположена между первой и третьей частями по существу в соединении с опорной частью с возможностью отсоединения от первой и третьей частей.

В одном варианте выполнения изобретения средство приведения съемной части в укороченное состояние содержит первую и вторую части, которые могут перемещаться относительно друг друга таким образом, что первая часть может быть расположена внутри второй части во время приведения съемной части приводного вала в укороченное состояние.

В одном варианте выполнения, в зависимости от направления вращения насоса съемная часть приводного вала проходит на некоторое расстояние в сторону камеры всасывания или нагнетания насоса через фланцевое соединение опорной части и камеры всасывания или нагнетания.

В одном варианте выполнения изобретения уплотнительная часть содержит средство, посредством которого механическое уплотнение может быть перемещено вдоль съемной части приводного вала в его продольном направлении. В одном варианте выполнения изобретения механическое уплотнение может быть зафиксировано в необходимом положении на съемной части приводного вала посредством по меньшей мере одного фиксирующего средства. В одном варианте выполнения механическое уплотнение присоединено к съемной части приводного вала, например, посредством винтов, болтов или подобных элементов, которые откручиваются перед перемещением уплотнения.

Механическое уплотнение предпочтительно выполнено в соединении со съемной частью приводного вала у соединения между камерой всасывания/нагнетания и опорной частью, но не в самом соединении.

Механическое уплотнение предпочтительно выполнено на съемной части приводного вала в таком положении, что при перемещении уплотнительной части внутрь опорной части уплотнение оказывает давление на фланцевое соединение между камерой всасывания или нагнетания в зависимости от направления вращения опорной части и насоса.

В одном варианте выполнения изобретения съемная часть приводного вала присоединена к другим частям соединительными средствами, такими как соединители, винты, болты, фланцы, а также их сочетания или подобные элементы. Предпочтительно на обоих концах съемной части приводного вала расположены соединительные средства, такие как сочетание фланец/винт, для присоединения съемной части приводного вала к его другим частям.

В одном варианте выполнения изобретения уплотнительная часть содержит эластичное дополнительное уплотнение, которое обладает эластичностью в продольном направлении приводного вала и предназначено для защиты средства приведения съемной части приводного вала в укороченное состояние. В одном варианте выполнения эластичное дополнительное уплотнение выполнено в форме гофрированной трубки. Предпочтительно длина эластичного дополнительного уплотнения подбирается так, что съемная часть приводного вала, которую необходимо привести в укороченное состояние, может быть перемещена по всей ее длине от минимальной до максимальной длины.

В одном варианте выполнения изобретения эластичное дополнительное уплотнение размещено между первым концом съемной части приводного вала и механическим уплотнением. В другом варианте выполнения эластичное дополнительное уплотнение размещено между первым концом съемной части приводного вала и первым концом второй части средства приведения съемной части вала в укороченное состояние. Дополнительное уплотнение может быть присоединено к уплотнительной части с помощью средства соединения, которое само по себе известно.

Эластичное дополнительное уплотнение может быть выполнено из любого подходящего для этой цели прочного материала.

Эластичное дополнительное уплотнение предотвращает проникновение перекачиваемого вещества, а также грязи в область средства приведения съемной части приводного вала в укороченное состояние, тем самым поддерживая сжимаемость вне зависимости от условий и перекачиваемого вещества.

В одном варианте выполнения изобретения механическое уплотнение содержит по меньшей мере одно уплотнительное кольцо, такое как уплотнительное кольцо круглого сечения, окружающее съемную часть приводного вала для достижения герметичности.

В предпочтительном варианте выполнения механическое уплотнение уплотнительной части выбирается так, что внутренняя поверхность уплотнения окружает часть приводного вала с необходимой плотностью. Предпочтительно, уплотнительное кольцо расположено в пазе, выполненном на внутренней поверхности уплотнения.

Кроме того, изобретение касается способа отсоединения уплотнительной части для насоса, описанной выше. В этом способе соединение уплотнения разблокируют, съемную часть приводного вала отсоединяют от других частей и приводятся в укороченное состояние. Аналогично, уплотнительную часть насоса устанавливают на место соответствующим образом, но в обратном порядке.

В одном варианте выполнения изобретения уплотнение перемещаются в требуемое положение вдоль съемной части приводного вала в его продольном направлении.

В предпочтительном варианте выполнения в наружном корпусе опорной части приводного вала расположено отверстие, через которое съемная часть приводного вала вместе с механическим уплотнением может быть отсоединена от других частей приводного вала, приведена в укороченное состояние в продольном направлении, вынута из опорной части, размещена внутри опорной части, приведена в состояние, в котором она имеет нормальные размеры в продольном направлении, и прикреплена к другим частям приводного вала. В одном варианте выполнения отверстие, расположенное в наружном корпусе опорной части, может быть закрыто при необходимости.

Когда съемную часть приводного вала вместе с механическим уплотнением вынимают из корпуса насоса, уплотнение обычно заменяют. Уплотнение также может быть починено и только очищено. Съемную часть приводного вала заменяют менее часто, хотя предложенная конструкция позволяет такую замену.

В одном варианте выполнения изобретения съемную часть приводного вала отсоединяют от других его частей перед приведением ее в укороченное состояние. В одном варианте выполнения съемную часть приводного вала отсоединяют от одной его части перед приведением съемной части приводного вала в укороченное состояние, а затем ее отсоединяют от другой части приводного вала.

В одном варианте выполнения прикрепляемый к насосу силовой блок является электродвигателем или каким-либо другим приводным устройством. Приводной вал вращается посредством силового блока, таким образом передавая на ведущий винт или ротор выходную мощность насоса. При вращении ведущий винт или ротор подает перекачиваемое вещество со стороны всасывания на сторону нагнетания.

Предложенная уплотнительная часть для насоса используется в соединении с насосами, предпочтительно винтовыми насосами, а более предпочтительно - эксцентриковыми винтовыми насосами. В число преимуществ эксцентриковых насосов входят отсутствие пульсаций потока и низкий сдвиг.

Предложенная уплотнительная часть обеспечивает быструю, недорогую и простую замену уплотнения насоса без необходимости разборки корпуса насоса или отсоединения силового блока. Благодаря изобретению уменьшается время и стоимость обслуживания.

Кроме того, изобретение имеет то преимущество, что механическое уплотнение и часть приводного вала могут быть выполнены как одно целое, делая заменяемую часть насоса более легкой в обращении. В этом случае конструкция механического уплотнения может быть улучшенной и более простой. Например, часть уплотнения, которая испытывает давление в направлении фланца между опорной частью и камерой всасывания/нагнетания, может быть уменьшена, тем самым также понижая производственные издержки.

Предложенная уплотнительная часть может использоваться в любых целях и условиях в насосах, предназначенных для перекачивания различных текучих сред, суспензий, малоподвижных масс или подобных субстанций, например, в целлюлозно-бумажной промышленности, обработке сточных вод, а также в различных технологических процессах химической промышленности.

Перечень чертежей

В следующем разделе изобретение описано посредством подробных примеров его вариантов выполнения со ссылками на сопроводительные чертежи, на которых:

фиг.1 изображает разрез одной предложенной уплотнительной части для насоса и

фиг.2 изображает вид сбоку одной предложенной уплотнительной части для насоса.

Подробное описание изобретения

На фиг.1 показан продольный разрез предложенной конструкции уплотнительной части для эксцентрикового винтового насоса, при этом уплотнительная часть размещена внутри опорной части. На фиг.2 показан вид сбоку, иллюстрирующий предложенную уплотнительную часть.

В эксцентриковом винтовом насосе, показанном на фиг.1, опорная часть 1 прикреплена посредством фланцевого соединения на ее первом конце к камере 13 всасывания. От электродвигателя 14, прикрепленного ко второй части опорной части, выходная мощность силового блока 14 передается посредством приводного вала 2 ротору, расположенному внутри винтового канала. В эксцентриковом винтовом насосе, показанном в варианте выполнения, проиллюстрированном на фиг.1, перекачиваемое вещество всасывается внутрь камеры всасывания насоса через впускное отверстие всасывания. Из камеры всасывания вещество вводится в винтовой канал, имеющий по меньшей мере один ведущий винт или ротор. Из винтового канала вещество выводится из насоса через выпускное отверстие стороны нагнетания в пространство с более высоким давлением.

В варианте выполнения, показанном на фиг.1, приводной вал 2 образован из первой части 3, второй части 4 и третьей части 5, присоединенных друг к другу винтовыми/фланцевыми соединениями 9, 12 таким образом, что вторая часть 4 расположена между первой частью 3 и третьей частью 5 и может быть легко отсоединена от той и другой. Место 10 соединения первой части 3 и второй части 4 расположено по существу в области места 6 соединения камеры 13 всасывания и опорной части 1 и проходит на некоторое расстояние в сторону камеры 13 всасывания. Место 11 соединения второй части 4 и третьей части 5 приводного вала расположено внутри опорной части 1.

Как показано на фиг.1 и 2, предложенная уплотнительная часть для насоса содержит механическое уплотнение 7 и вторую часть 4 приводного вала. Механическое уплотнение 7 служит для герметизации фланцевого соединения 6 между опорной частью 1 и камерой 13 всасывания. Механическое уплотнение 7 окружает вторую часть 4 приводного вала с обеспечением прижатия к фланцевому соединению 6. Внутренний диаметр механического уплотнения 7 выбирается так, что внутренняя поверхность уплотнения плотно облегает по окружности вторую часть 4 приводного вала. На внутренней поверхности механического уплотнения 7 выполнен паз с кольцевым уплотнением, окружающий вторую часть 4 приводного вала.

Уплотнительная часть насоса содержит средство (не показано на чертежах), посредством которого механическое уплотнение 7 может перемещаться вдоль второй части 4 приводного вала 2 в его продольном направлении. Уплотнение 7 может перемещаться вдоль щелевой конструкции, выполненной во второй части 4 приводного вала. Уплотнение 7 может быть закреплено винтами 15 в необходимом заданном положении на второй части 4. Винты откручиваются перед перемещением уплотнения.

Сами конструкции механических уплотнений известны и поэтому не описываются подробно в данном документе. В сочетании с данным изобретением может быть использовано любое известное уплотнение.

Вторая часть 4 приводного вала содержит средство 8 приведения съемной части 4 приводного вала в укороченное состояние в продольном направлении. Средство 8 содержит первую часть 8а и вторую часть 8b, выполненные с возможностью перемещения относительно друг друга таким образом, что первая часть 8а может быть расположена внутри второй части 8b при приведении съемной части 4 приводного вала в укороченное состояние. Средство 8 расположено по существу со стороны камеры 13 всасывания. Средство 8 содержит конструкцию шип-паз, посредством которой предотвращается поворот первой части 8а и второй части 8b относительно друг друга.

Уплотнительная часть содержит эластичное дополнительное уплотнение 16, выполненное в форме гофрированной трубки, обладающее эластичностью в продольном направлении приводного вала 2 и предназначенное для защиты средства 8. В проиллюстрированном на чертежах варианте выполнения дополнительное уплотнение 16 в форме гофрированной трубки расположено между первым концом 17 съемной части 4 приводного вала и первым концом 18 второй части 8b укорачивающего средства.

В предложенном способе для отсоединения уплотнительной части насоса сначала разблокируют соединение уплотнения 7 путем отвинчивания винтов 15. Затем уплотнение 7 перемещают в необходимое положение вдоль второй части 4 приводного вала в его продольном направлении в сторону силового блока 14. После этого вторую часть 4 приводного вала отсоединяют от первой части 3 приводного вала путем разборки фланцево-винтового соединения 9 и вторую часть 4 приводного вала приводят в компактное состояние с помощью средства 8 путем разблокировки соединения и расположения первой части 8а внутри второй части 8b. И наконец, вторую часть 4 приводного вала отсоединяют от третьей части 5 приводного вала путем разборки фланцево-винтового соединения 12. Закрепляют уплотнительную часть насоса в обратном порядке.

В предпочтительном варианте выполнения в наружном корпусе опорной части 1 насоса выполнено отверстие, через которое предложенная уплотнительная часть может быть отсоединена от других частей 3 и 5 приводного вала и вынута из опорной части и, наоборот, помещена внутрь опорной части и прикреплена к другим частям приводного вала.

Варианты выполнения изобретения не ограничиваются приведенными выше примерами - они могут изменяться в пределах, установленных прилагаемой формулой изобретения.

Изобретение относится к уплотнительной части насоса. Уплотнительная часть для насоса, используемая в соединении с его опорной частью 1, через которую проходит приводной вал 2, содержит механическое уплотнение 7 и съемную часть 4 приводного вала, которая расположена по существу в соединении с указанной опорной частью 1. Съемная часть 4 приводного вала может быть присоединена между другими частями 3, 5 приводного вала с возможностью отсоединения. Уплотнение 7 расположено в соединении со съемной частью 4 приводного вала, которая содержит средство 8 приведения ее в укороченное состояние в продольном направлении. Изобретение направлено на создание простой в эксплуатации уплотнительной части насоса. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Уплотнительная часть для насоса, используемая в соединении с его опорной частью (1), через которую проходит приводной вал (2), и содержащая механическое уплотнение (7) и съемную часть (4) приводного вала, которая расположена, по существу, в соединении с указанной опорной частью (1), отличающаяся тем, что съемная часть (4) приводного вала может быть присоединена между другими частями (3, 5) приводного вала с возможностью отсоединения, причем уплотнение (7) расположено в соединении со съемной частью (4) приводного вала, которая содержит средство (8) приведения ее в укороченное состояние в продольном направлении.

2. Уплотнительная часть по п.1, отличающаяся тем, что указанное средство (8) приведения в укороченное состояние содержит первую часть (8а) и вторую часть (8b), причем первая часть (8а) может быть расположена внутри второй части (8b) при приведении съемной части (4) приводного вала в укороченное состояние.

3. Уплотнительная часть по п.1, отличающаяся тем, что она содержит средство, с помощью которого уплотнение (7) может перемещаться вдоль съемной части (4) приводного вала в его продольном направлении.

4. Уплотнительная часть по п.1, отличающаяся тем, что уплотнение (7) может быть зафиксировано в требуемом положении на съемной части (4) приводного вала с помощью по меньшей мере одного фиксирующего средства (15).

5. Уплотнительная часть по п.1, отличающаяся тем, что съемная часть (4) приводного вала присоединена к его другим частям (3, 5) с помощью соединительных средств (9, 12).

6. Уплотнительная часть по п.1, отличающаяся тем, что она содержит эластичное дополнительное уплотнение (16), обладающее эластичностью в продольном направлении приводного вала и предназначенное для защиты средства (8) приведения съемной части (4) приводного вала в укороченное состояние.

7. Уплотнительная часть по п.6, отличающаяся тем, что эластичное дополнительное уплотнение (16) выполнено в форме гофрированной трубки.

8. Уплотнительная часть по п.6, отличающаяся тем, что эластичное дополнительное уплотнение (16) расположено между первым концом (17) съемной части (4) приводного вала и уплотнением (7).

9. Уплотнительная часть по п.6, отличающаяся тем, что эластичное дополнительное уплотнение (16) расположено между первым концом (17) съемной части (4) приводного вала и первым концом (18) второй части (8b) указанного средства приведения в укороченное состояние.

10. Уплотнительная часть по любому из пп.1-9, отличающаяся тем, что уплотнение (7) содержит по меньшей мере одно уплотнительное кольцо, окружающее съемную часть (4) приводного вала для получения герметичного соединения.

11. Способ отсоединения уплотнительной части для насоса по любому из пп.1-10, отличающийся тем, что разблокируют соединение уплотнения и съемную часть (4) приводного вала отсоединяют и приводят в укороченное состояние.

12. Способ по п.11, отличающийся тем, что уплотнение перемещают в требуемое положение вдоль съемной части приводного вала в его продольном направлении.

13. Способ по п.11, отличающийся тем, что съемную часть приводного вала отсоединяют от его других частей перед приведением ее в укороченное состояние.

14. Способ по любому из пп.11-13, отличающийся тем, что съемную часть приводного вала отсоединяют от его одной части перед приведением съемной части в укороченное состояние, после чего ее отсоединяют от другой части приводного вала.

15. Винтовой насос, отличающийся тем, что он содержит уплотнительную часть для насоса по любому из пп.1-10.

16. Винтовой насос по п.15, отличающийся тем, что он содержит силовой блок и корпус, содержащий камеру всасывания, камеру нагнетания, выполненный между этими камерами винтовой канал, опорную часть (1), которая герметично прикреплена к одному концу камеры всасывания или нагнетания в зависимости от направления вращения насоса и посредством которой корпус насоса прикреплен к силовому блоку, и приводной вал (2), посредством которого выходная мощность силового блока передается ведущему винту, расположенному в винтовом канале, при этом приводной вал (2) образован по меньшей мере из трех частей: первой части (3), второй части (4) и третьей части (5), соединенных друг с другом с возможностью отсоединения, причем вторая часть (4) приводного вала является указанной съемной частью (4) приводного вала, которую содержит уплотнительная часть для насоса, расположена между указанными первой частью (3) и третьей частью (5) с возможностью отсоединения от этих частей и, по существу, соединена с опорной частью (1), в наружном корпусе которой выполнено отверстие, через которое вторая часть (4) приводного вала может быть отсоединена от первой части (3) и третьей части (5), приведена в укороченное состояние в продольном направлении и вынута из опорной части, а также помещена внутрь опорной части, приведена в состояние, в котором она имеет нормальные размеры в продольном направлении, и прикреплена к первой и третьей частям приводного вала.

17. Винтовой насос по п.15 или 16, отличающийся тем, что он представляет собой эксцентриковый винтовой насос.